RADIOPROTECTION

Item n°176 : Risques sanitaires liés aux irradiations. Radioprotection

- Préciser les risques biologiques liés à l'irradiation naturelle ou artificielle et savoir en informer les patients.

- Expliquer les risques liés aux principaux examens radiologiques ainsi qu'aux actes interventionnels réalisés sous imagerie médicale.

- Appliquer les principes de la radioprotection aux patients et aux personnels.

O ERNST 2017

GÉNÉRALITÉS

Les radiations ionisantes RI

Rayons X / Tube

Rayons γ, rayons α, rayons β

/ Radioactivité (désintégration atomique)

Nature

Rayons X et Rayons γ : R.E.M. (ondes)

rayons α : noyau d'hélium

rayons β : électron (ou positon)

GÉNÉRALITÉS

Atténuation des radiations ionisantes

Rayons X et Rayons γ : plusieurs mètres

rayons α : noyau d'hélium : 0.1 mm

rayons β : électron (ou positon) : quelques mm

Neutrons : plusieurs mètres

Effets des radiations ionisantes

Les RI « cassent » des liaisons moléculaires

=> Risque de mort cellulaire

=> Risque de modification du génome si atteinte de l’ADN

GÉNÉRALITÉS

Mesure des radiations ionisantes

Mesure physique GRAY Gy

1 Gy = rayonnement qui délivre 1 joule / kg

Mesure biologique SIEVERT Svt = Dose Efficace

1 Svt = exposition du corps entier à 1 Gy de rayon X ou γ

Mesure du nombre de désintégrations radioactives : Becquerel (Bq)

1 Bq = une désintégration par seconde

(Ancienne unité Curie 1 Ci = 3,7×1010 Bq)

Cela ne mesure pas le rayonnement qui dépend de l'atome concerné

Ex I131 55 Bq/m³/an = 42 mSvt Radon122 65 Bq/m³/an = 1.5 mSvt

GÉNÉRALITÉS

Exposition externe / interne

Exposition externe

Ne concerne que les rayons X ou γ et neutrons

Exposition interne

Absorption d'un élément radioactif par la respiration (ex radon) ou l'alimentation (ex iode)

Remarque

Les radioéléments ont une distribution très variable :

radon – poumon iode – thyroïde etc

Risque biologique

2 types d’effets

Déterministes = à forte dose :

Le nombre de cellules tuées ne permet plus la fonction de l’organe

=> Effet seuil > 1 Gy (sauf cellules hématopoïétiques 500 mGy)

ex : radiodermite, effets malformatifs

Jamais en radiodiagnostic, parfois en radiologie interventionnelle

Recherché en radiothérapie

Aléatoires = stochastique :

Effet sur le génome : 1 photon provoque 1 mutation non létale pour la cellule «Cassure d’un bras d’ADN»

=> Pas d’effet seuil

=> Effets carcinogènes, Effets héréditaires

Problème en radiodiagnostic

EFFETS DÉTERMINISTES

Neurologique 40 Gy

Effets proportionnels à la dose

5 Sv 50 % de décès

EFFETS STOCHASTIQUES

Effet sur le génome : 1 photon provoque 1 mutation non létale pour la cellule «Cassure d’un bras d’ADN»

Effets non proportionnels à la dose

Un seul photon X peut induire un cancer

Risque de cancer +++

Risque théorique de malformation dans la descendance (prouvé chez certains insectes, mais non prouvé chez l'humain)

Effets stochastiquesen réalité….

Données de travail : Nagasaki et Hiroshima

*** **

* Excès de risque < 5%A 1 Sv :

Cancer solide : 84/1608 = 5,2 %

Leucémie : 22/1914 = 1,15 % 1 Sv 5 % de cancer

Incidence des cancers après exposition aux RI

Pic à 7 ans

DistinguerLeucémies : pic « précoce »Cancers solides : pic > 20 ans

Dosimétrie Rayons X : notion de faible dose

1 Faible dose = dose inférieure à 100 mSvt

A 100 mSvt risque de cancer mortel : 0,5 %

2 Nombre de décès en 2012 en France : 559 000 par cancer 148 000 (26%)

3 Que se passe-t-il en dessous de 100 mSvt (adulte) ?

Aucune étude n'a réellement mis en évidence de risque sur ajouté en dessous de 100 mSvt

4 Pourquoi aucune étude n'a mis en évidence de risque surajouté en dessous de 100 mSvt ?Multiples hypothèses :- Insuffisance statistique (le risque existe mais n'est pas encore démontré) ?- Faibles lésions pouvant être réparées (le risque devient infime) ?

Dosimétrie Rayons X : notion de faible dose

4 Pourquoi aucune étude n'a mis en évidence de risque surajouté en dessous de 100 mSvt ?

5 Principe de précaution Le risque est DIRECTEMENT proportionnel à la dose

Ce principe est retenu dans de nombreuses publications...Dans ce cas : scanner TAP risque de cancer mortel 0.5/1000

6 Ce que j'en pense…La proportionnalité dose risque surestime probablement très fort le risque pour les faibles doses

Pour un adulte : un scanner = risque minime

Le vrai risque : multiplication des examens qui peut dans certains cas faire sortir des faibles doses…

=> Ne prescrire que des examens justifiés +++

Effet de l'âge

L'enfant a une radiosensibilité nettement plus élevée que l'adulte, du fait du nombre de mitoses.

Sources d'irradiations

NaturelleMédicalesTravailleurs

Accidents centrales nucléaires

Les différentes expositions

Irradiation naturelle : 2.4 mSv / an

Irradiation médicale : 1.6 mSv / an due à 71 % au scanner

Scanner

Thorax - Abdomen – Pelvis (1 phase) : 15 mSv (le plus irradiant)

Cérébral : 3 mSv

Radio de thorax (1 cliché) : 0.1 mSv

ASP (1 cliché) : 0.15 mSv

TEP scanner : 15 mSv

Radioactivité naturelle

En moyenne 2,4 mSvt par an en France

Radon dans habitation : 2/3 de la dose

Estimation 2500 décès / an

(cancer bronchique)

Surtout dans le granit

Mesure de la dosimétrie en rayons X

Radiologie conventionnelle et scanner

Les appareils donnent une mesure physique des rayons X mGy

Mais il faut tenir compte de la surface irradiée (radiologie conventionnelle) ou de la longueur irradiée (scanner)

La dose indiquée dans les comptes rendus (obligatoire)Radiologie conventionnelle : mGy.cm² (dose x surface PDS DAP)Scanner : mGy.cm (dose x longueur PDL DLP)

Pour obtenir la dose efficace en Svt il faut multiplier par un coefficient correcteur

Exemple en scanner Dose efficace = k x PDL

Tête Cou Thorax Abdomen Pelvis

0.0019 0.0052 0.0146 0.0153 0.0129

valeurs k chez l'adulte en scanner

IRSM - ASN

IRSN Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

Expert public en matière de recherche et d’expertise sur les risques nucléaires et radiologiques

ASN Autorité de sûreté nucléaire Autorité indépendante

Réglementation : l'ASN est chargée de contribuer à l'élaboration de la réglementation, en donnant son avis au Gouvernement sur les projets de décrets et d'arrêtés ministériels ou en prenant des décisions réglementaires à caractère technique ;

Contrôle : l'ASN est chargée de vérifier le respect des règles et des prescriptions auxquelles sont soumises les installations ou activités qu'elle contrôle ;

Information du public : l'ASN est chargée de participer à l'information du public, y compris en cas de situation d'urgence.

ASN = GENDARME + INFORMATION

L'ASN contrôle TOUTES les installations RAYONS X et NUCLÉAIRE

Irradiation médicale

Radioprotection

Basée sur principe ALARA As Low As Reasonably Achievable

Se traduit par 3 principes (code santé publique)

Justification : de l'exposition à des rayonnements ionisants

Optimisation : dose minimum qui donne le résultat attendu

Limitation des doses (hors patients)

Justification

Code de la santé publique

Toute exposition d’une personne à des rayonnements ionisants, dans un but diagnostique, thérapeutique, de médecine du travail ou de dépistage, doit faire l’objet d’une analyse préalable permettant de s’assurer que cette exposition présente un avantage médical direct suffisant au regard du risque qu’elle peut présenter et qu’aucune autre technique d’efficacité comparable comportant de moindres risques ou dépourvue d’un tel risque n’est disponible.

Justification

En cas de désaccord entre le praticien demandeur et le praticien réalisateur de l’acte, la décision appartient à ce dernier.

Pour les actes diagnostiques :

Guide du Bon Usage des examens d'imagerie médicale

Radiologie et Médecine Nucléaire

http://gbu.radiologie.fr/ (gratuit)

Application disponible Android et Ipad (payant)

Optimisation

Utiliser le niveau le plus bas possible compte tenu des connaissances scientifiques et de l'état technique

Meilleures machines possible

Protection (écran, vêtements, etc)

Formation des personnels obligatoireEn radioprotection des travailleurs (tous les 3 ans)En radioprotection des patients (tous les 10 ans)

Niveaux de référence diagnostiques

Niveaux de référence diagnostiques

Pour chaque examen un niveau de référence diagnostique de dosimétrie est défini.

Les radiologues doivent les respecter

Il s'agit d'un maximum

Exemple scanner pour adulte

Limitation de la dose

Cela ne concerne pas l'irradiation naturelle ni l'irradiation des patients

Public : 1 mSvt / an

Travailleurs

Pour les professionnels: 20 mSv/an en moyenne sur 5ans (soit 100mSv)

Catégorie A: irradiation > 6 mSv/an → zone contrôlée (ex: radiologue)

Catégorie B: irradiation = 1-6 mSv/an → zone surveillée

=> Surveillance des travailleurs

Risque en radiologie

Pour les patients

Risques liés aux principaux examens diagnostiques

Faibles doses donc jamais d'effet déterministe

Seul risque possible : stochastique (aléatoire)

donc risque théorique de cancer

Rappel dosimétrie examens radiologiques : 0.1 à 40 mSvt

Attention aux examens multiphasiques en scanner (TAP 2 phase = 30 mSvt)

Pas de risque prouvé en dessous de 100 mSvt (ce qui ne veut pas dire qu'il n'y a pas de risque)

100 mSvt peuvent être atteints avec des examens multiples

Risques liés aux principaux examens radiologiques

Un peu de bon sens

Attention aux pathologies chroniques pouvant entraîner des examens multiples (ex Crohn)

(risque de dépasser 100 mSvt)

Attention aux enfants (plus on est jeune plus on est radiosensible)

Ne pas multiplier les examens...

Risques liés aux principaux examens radiologiques

Risque aux faibles doses < 100 mSvt

Non connu actuellement

Principe de précaution : relation linéaire sans seuil

ex : 1 Svt = 5 % de cancer en plus

donc 10 mSvt risque de 0,05 % de cancer

Très surestimé ? (ne tiens pas compte des réparations cellulaires possibles)

Information – consentement des patients

Risques liés à la radiologie interventionnelle

Exemple coronarographie, embolisation anévrisme

Forte dose possible (> 1 Gy sur une petite région)

Effet non rare : alopécie, érythème

Effet rare : ulcérations cutanées

Effet très rare : cancer dans la zone

Justification du traitement (RCP obligatoire en oncologie)

Information spécifique du patient et consentement (consultation)

Suivre le patient cliniquement si dépassement d'un seuil

Radioprotection des patients

Justification médicale de l'acte

Optimiser sa réalisation

Respect des NRD

Formation des personnels spécifiquement à la radioprotection des patients obligatoire tous les 10 ans (radiologues, manipulateurs, chirurgiens, anesthésistes, etc)

Attention aux femmes enceintes

Attention aux enfants

Attention à la multiplication des examens

Information - consentement

Dose dans le compte rendu (obligatoire)

Risque en radiologie pour les personnels

Radioprotection des Travailleurs

1 Limitation de la dose 20 mSv/an

Catégorie A: irradiation > 6mSv/an → zone contrôlée

(ex radiologie, médecine nucléaire, radiothérapie)

Catégorie B: irradiation = 1-6mSv/an → zone surveillée

Jeunes 16 – 18 ans < 6 mSvt/an

Femme enceinte : < 1mSvt

2 Visite médicale du travail : avant exposition puis annuellement

3 Surveillance dosimétrique (= port d’un dosimètre)

Catégorie A: mensuelle

Catégorie B: trimestrielle

4 Formation tous les 3 ans

Réglementaire

Radioprotection des Travailleurs

Évaluer les risques en réalisant une analyse de

poste de travail

Effectuer un zonage (mesures de doses)

Contrôlée ou surveillée ?

Formation à la radioprotection des travailleurs

Responsabilité employeur

Surveillance médicale

Radioprotection des Travailleurs

Maladies Professionnelles tableau 6

Comment se protéger en salle de radiologie ?

Règles impératives (légales)

Obligation d’avoir tous les 3 ans une formation en radioprotection des travailleurs

(comme ce cours...)

- Voyant rouge à l’extérieur quand il y a des rayons X (= ne pas entrer)

- Derrière le paravent (plombé) : risque 0

- Dans la salle :

Uniquement quand présence indispensable

1 Port d’un dosimètre

2 Toujours un tablier plombé

3 Jamais dans le rayonnement direct (y compris mains, même avec gants plombés)

4 Se mettre le plus loin possible

5 L’opérateur doit faire le moins de scopies et le moins de graphies possibles

Avec ces précautions aucun risque démontré (y compris pour l’exposition en début de grossesse)

Femme enceinte

La femme enceinte

Pour des doses foetales inférieures à 100 mGy, il n'y a pas de justification à une interruption de grossesse :

Risque de cancer à 1 Gy in utero : 5 % (10 mGy 0.05%)Il n'y a pas de risque de malformation en dessous de 100

mGy

Annals of the ICRP, Volume 30, Number 1, January 2000

En pratique :

100 mGy

= Normalement 4 acquisitions sur le pelvis en scanner en scanner, mais possible à partir de 2 acquisitions

= 12 examens radiographiques de rachis lombaire

= 6 lavements barytés

= au moins 16 cathétérismes rétrogrades endoscopiques...

GROSSESSE ET RADIATIONS

1. Valentin J. Pregnancy and medical radiation, ICRP Publication 84. Ann ICRP. 2000;30(1):37-38.

GROSSESSE ET RADIATIONSDeux seuils

< 100 mGyRien de mesurableAugmentation théorique du nombre de cancers non mesurable

100 à 200 mGy- Augmentation du nombre de cancers (0,6 % à 100 mGy)- Discret retard mental possible (non mesurable)

> 200 mGy- Augmentation du nombre de cancers (6 % à 1 Gy)- Anomalies du système nerveux central- puis cataractes, retard de croissance, malformations, troubles comportementaux, et létalité.

Grossesse : cdat radiologie

L'examen ne couvre pas l'abdomen pelvis

Indication certaine ne pouvant attendre l’accouchement (exemple embolie pulmonaire) : faire l'examen / rassurer

« pas d’augmentation du risque spontané »

L'examen couvre l'abdomen pelvis

Justification : Ne faire l'examen que si pas d'autre technique diagnostique et ne peut attendre fin de la grossesse

Demande écrite mentionnant la grossesse

Information : de la patiente et consentement avant l’examen

Optimiser : 1 seul passage en scanner

Indiquer la dose dans le compte rendu : DLP et CTDI

Grossesse : information de la patiente < 100 mGy

Recevoir, expliquer :

Pas d’augmentation du risque spontané de malformation

Augmentation théorique minime et non mesurable du risque de cancer (Inverser la perception du risque)

Risque de cancer pour une irradiation durant la grossesse

Risque spontané Risque : essentiellement leucémie : 0,25 %

=> Probabilité de ne pas avoir de cancer dans l’enfance : 99,75 %

Après une irradiation < 100 mSvRisque inconnu (pas de risque démontré)

Estimation du risque de cancer sur Hiroshima : 5 % à 1 Gy

donc pour un scanner à 20 mGy (scanner pelvien « normal »)

Risque estimé de 5% x 0,02 = 0,1%

=> Probabilité de ne pas avoir de cancer dans l’enfance :

99,65 à 20 mGy

Grossesse : information de la patiente > 100 mGy

Faire mesurer expérimentalement la dose

Recevoir, expliquer :

Pas d’augmentation du risque spontané de malformation

Risque de retard mental pourrait augmenter très faiblement

Augmentation minime du risque de cancer (Inverser la perception du risque)

Grossesse possible

Attendre

ou

B HCG

Remarque : pas de retard des règles et à l'interrogatoire pas de risque de grossesse : faire l'examen

Grossesse et IMG

Uniquement irradiation entre 5 et 17 SA

et

Dosimétrie > 100 mGy

Remarque : le risque reste faible entre 100 et 200 mGy

Déclaration obligatoire à l’ASN de toute irradiation pelvienne accidentelle lors d’une grossesse

En pratique il s’agit d’un examen avec irradiation pelvienne réalisé chez une femme enceinte avec méconnaissance de la grossesse

Personnel dans la centrale :Irradiation interne et externeRisque de décès précoce par irradiation externe

Population en dehors de la centrale2 radioéléments

Irradiation interne par absorption des radioéléments

Cs137 : rayons β et γ, compétiteur du potassium=> répartition dans l'ensemble du corps

I131 : fixation élective à la thyroïde Rayons β=> risque de cancer thyroïdien (surtout enfants)

Accident Centrale Nucléaire

Deux principaux radioéléments : Césium Cs137 et Iode I131Chaîne alimentaire +++

Cs137 : rayons β et γ, période 30 ans donc persistance durant plusieurs générationscompétiteur du potassiumrépartition dans l'ensemble du corps

Après une explosion le césium retombe sur le sol puis est absorbé par les plantes et ensuite par les animaux

I131 : fixation élective à la thyroïde Rayons β, période 8 jours, donc quasi disparition à 3 mois (reste 1 %)=> risque de cancer thyroïdien (surtout enfants)

Accident Centrale Nucléaire

Thyroïde

Chez l'adulte : la thyroïde est radio résistante

1 Gy 0.19 % de K supplémentaires (facteur RR 1.72)

Chez l'enfant : la thyroïde est très radiosensible

- La captation iode constante mais plus petit volume (Iode radioactif)

- Plus grand nombre de mitoses

< 14 ans Facteur RR 19.5 (Iode radioactif, par apport à l'adulte)

14 – 18 ans Facteur RR 2.8 (Iode radioactif, par rapport à l'adulte)

Délai court (possible dès 4 ans)

Après un accident de centrale nucléaire

Bloquer la thyroïde avec de l'iode le plus vite possible (surtout chez enfants)

Accident de centrale nucléaire

Proximité immédiate (= dans la centrale)

=> effets déterministes voir tableau à court terme

=> risque K leucémie à long terme

A quelques km Césium / iode / divers

Respiration (un peu, durant l’accident), boissons++, alimentation++

Césium et divers : irradiation corps entier risque cancer et leucémie

Iode : risque cancer thyroïde (enfants+++)

CDAT Iode immédiatement

Quitter la zone au plus vite (confinement en attendant)

Remarque : la fumée radioactive (invisible inodore) peut retomber très à distance (200 300 km) selon les vents...

Durant l’accident la contamination se fait essentiellement par voie respiratoire à cause du nuage radioactif

Après l’accident, la contamination se fait essentiellement par voie alimentaire

Fukushima en 2016

Accident en mars 2011

Dosimétrie de la population ne travaillant pas à la centrale : 15 personnes > 15 mSv ne dépassant pas 25 mSv

Cancer de la thyroïde : campagne de dépistage systématique. Incidence identique à autres régions du Japon

Pas d’augmentation du taux de malformation chez les enfants nés dans les 9 mois.

Source IRSN mars 2016

Tchernobyl

Iode pour les personnes évacuées : moyenne de 1.4 Gy

Aujourd’hui : disparition de l’iode 131

TchernobylIncidence du cancer de la thyroïde : augmentation chez les personnes enfants en 1986

Pas d’augmentation de l’incidence d’autres cancers (dont leucémie) sauf liquidateurs

Tchernobyl : doses en FranceSource : IPSN 2001

Valeurs max sur 60 ans (dont 1/3 reçue en 1986)

Effet négligeable en France...

Attention DCEM4 MED6 Séminaires